基于纳米改性的水泥基材料内养护特性研究

帅琦 杨琳琼 王果

摘要：本文对参入不同SAP（高吸水树脂）的水泥构件，研究其参入不同SAP和分别养护3d 7d 14d 28d测试其扛折抗压强度，并对其实验结果进行分析。实验结果表明：参入SAP可以提高其扛折强度，但并不会提高其抗压强度。扛折强度在第28天达到峰值，抗压强度在第7天达到峰值，但并不代表参入越多抗压强度越大。

关键词：SAP高吸水树脂;扛折强度;抗压强度

引言

混凝土是普遍存在的人造材料，其中水泥材料是混凝土用量最大的胶凝材料组分，在基础设施建设中发挥着无可替代的作用。混凝土养护主要有内养护和外养护两种办法，目前混凝土的养护大部分采用了外养护，如直接喷洒水、覆塑料薄膜，或者表面喷洒养护剂等。这些方法不但消耗人力与资源，而且对于低水胶比混凝土来说，混凝土内部的水泥未能够保证完全水化，若采用外部养护用水很难进入混凝土内部，后期即使经过长时间浸水也只能浸入几毫米，无法提供内部未水化水泥颗粒继续水化所需的水分。因此需要一种能够在其需要水的时候补给水的一种外加剂，促使混凝土不开裂达到内养护的目的。

高吸水树脂（Super-absorbent polymer，SAP）是一类呈现空间网络结构的新型高分子材料，具有吸水率高，易失水的特点，是理想的内养护剂。为了保证能给混凝土内部的水泥水化补充水源，从根本上解决混凝土早期自收缩和开裂问题，可利用高吸水性树脂材料的高吸水特性作为混凝土内养护剂，前期储水后期释水，保证水泥得以充分水化，使混凝土内部结构更致密，强度继续增长，但掺入SAP的量对混凝土性能也有一定的影响。因此本文通过一系列实验，研究不同SAP参量对水泥扛折抗压的影响

1.实验材料及实验方法

1.1原材料和配合比

水泥采用山东某公司强度为32.5的矿渣硅酸盐水泥，具体性能见。细集料采用iso水泥标准砂。SAP采用山东某公司生产的高吸水树脂，水为自来水

1.2抗压强度试验

采用TYP-2000型压力机进行抗压强度试验，其强度试验的加载速率分别为0.5MPa/s，计算公式

Fcu=F/A

试中：F—破坏荷载，N

受压面积，m^3

1.3扛折强度试验

采用TYP-2000型压力机进行抗压强度试验，其强度试验的加载速率分别为0.5MPa/s，计算公式

Fcu=F/A

试中：F—破坏荷载，N

受压面积，m^3

1.4试验方法

分三组试

第一组未加SAP设置空白试验，进行对照。称取450g水泥，1350g砂子225g水。

第二组称取450g水泥，1350g砂子，参入0.1%的SAP0.45g，225g水，附加水量6.75g。总水量231.75g

第三组水泥，砂子量不变，参入0.3%1.35gSAP，附加水量20.25g总水量245.25g

按条件稱取规定的水泥，砂子，SAP，与水，将其混入试验试搅拌器中，将搅拌好的水泥混合物浇筑在提前抹油的模具中，放入养护箱，分别养护3d  7d 14d  28d。

2.实验结果及分析

三天的，七天，十四，二十八天养护的扛折抗压对比

由图见未参SAP的水泥构件，其扛折强度随养护时间的增加大致不发生改变，参入SAP的水泥构件随时间的增长其强度依次增加，参入0.1%的SAP前七天强度稳定增强在第7天至14天中强度比较稳定不变，之后强度仍在增强。参入0.3%SAP的水泥构件其强度随时间成线性规律增强，在第28天时，强度保持稳定。这说明SAP的加入有助于提高水泥构件的扛折强度。参入0.1%的效果显著高于参入0.3%的效果。说明并不是SAP参入越多对其增加强度越有利

由图2

水泥构件的抗压强度，无论加入SAP与否，其强度都随养护时间增加而依次增强，由图知未参SAP的一组与其它两组进行比较，可知其抗压强度在养护前14天内都依次增强，但未参SAP的一组其增强速率比较大，但在第14天后强度下降，其他两组速率在第14天后变得比较缓慢

3.结论

扛折

参入SAP对其提高扛折强度有显著影响，但并不代表参入量越多越好

抗压，其在养护第28天扛折强度达到峰值

抗压

参入SAP并不会显著提高水泥构件的抗压强度，水泥构件抗压强度峰值在养护第14天时达到峰值。

参考文献

[1]马先伟，张家科，刘剑辉. 高性能水泥基材料内养护剂用高吸水树脂的研究进展[J]。硅酸盐学报，2015，43（8），1099-1110.

[2]朱长华，李享涛，王保江，等. 内养护对混凝土抗裂性及水化的影响[J]. 建筑材料学报，2013，16（2）：221-225.

（作者单位：江苏大学 土木工程与力学院）